光谱测量实验指导

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1、一、实验目的了解野外地物光谱特征测量原理，掌握ASD便携式野外光谱仪的测量方法，掌握野外地物光谱特征测量的注意事项。认识地物光谱反射规律，分析比较不同地物的光谱特征以及大气的影响。二、实验原理通常直接测量地物的反射率是不容易的，采取间接测量法可以最大限度地排除干扰，即用一已知反射率的参考板（如白板），在同样的观测条件下，用光谱测定仪器在不同的波长或波段内，分别测量被测地物和参考板，记录被测样本和参考板的反射辐射亮度，从而由参考板的反射率，得到被测地物的反射率。1.各种地物的反射波谱曲线植被植被的反射波谱曲线规律性明显而独特，主要分三

2、段：可见光波段（0.4-0.76μm）有一个小的反射峰，位置在0.55μm处，两侧0.45μm和0.67μm则有两个吸收带。这一特征是由于叶绿素的影响，叶绿素对蓝光和红光吸收作用强，而对绿光反射作用强。在近红外波段（0.7-0.8μm）有一反射的“陡坡”，至1.1μm附近有一峰值，形成植被的独有特征。这是由于植被叶细胞结构的影响，除了吸收和透射的部分，形成的高反射率。在中红外波段（1.3-2.5μm）受到绿色植物含水量的影响，吸收率大增，反射率大大下降，尤其以1.45μm、1.95μm和2.7μm为中心是水的吸收带，形成低谷。土壤自

3、然状态下土壤表面的反射率没有明显的峰值和谷值，一般来讲土质越细反射率越高，有机质含量越高和含水量越高反射率越低，此外土壤类型和肥力也会对反射率产生影响。岩石岩石的反射波谱曲线无统一的特征，矿物成分、矿物含量、风化程度、含水状况、颗粒大小、表面光滑程度、色泽等都会对曲线形态产生影响。一、实验步骤打开仪器电源Power，30秒后进入光谱曲线界面。1)将光谱仪对准白板，使白板已经被最佳照明并且在镜头视场内只有白板；2)点击OPT图标优化光谱仪的积分时间。注意每间隔15-20分钟或者照明条件以及环境条件（比如云层覆盖、湿度变化、太阳移动等）

4、改变时，需重新优化；3)点击DC/WR图标，仪器会自动重新采集暗电流，几秒钟之后界面上显示一条反射率数值为1.00的平直线，同时界面左上角显示R字符；4)把光谱仪放到被测样品上方（注：光谱仪的方位应当与采集白板参比光谱时相同），此时界面上显示的就是相对反射光谱；参考参考板各波长对应的反射率、测量五块草地得到的仪器测量值及对应的参考板仪器测量值、测量不同路面得到的仪器测量值及对应的参考板仪器测量值、测量不同湿度裸土得到的仪器测量值及对应的参考板仪器测量值。5)按拇指键存储当前的光谱曲线。保存完成后能够听到提示音（注：保存数据时界面是否

5、提示出现饱和。如果出现饱和则存储数据前必须重新优化）。一、注意事项1)尽量选择无云或少云的天气进行测量实验（这一点是存在疑问的）；2)测量前应给仪器充电，清洁白板，仪器预热10分钟；3)优化和采集白板参比时，镜头的视场应完全是白板；4)照明条件改变较大或测量数据出现饱和现象时需要对仪器进行重新优化；5)经过较长时间后需要重新采集白板参比；6)观测人员应着深色服装。非观测人员应远离观测现场。五、ENVI中导入野外测量的光谱数据主菜单：Spectral->SpectralLibraries->SpectralLiabraryBuilde

6、r，在弹出的SpectralLiabrary对话框中选择FirstInputSpectrum->ok!在弹出的如下的SpectralLiabraryBuilder中选择Import->fromASDbinaryfile，打开所测的光谱数据，选择要显示的光谱文件名，单击Plot，即可显示相应对象光谱曲线。（可多选）附：室外光谱测量以5人为一小组，选取信电周边有代表性的地类，如草地、土壤、石凳、植被、水面等，每组测量4种地物，测量时记录地物类型及其相应的编号，方便数据导出来时，找出相对应的光谱文件，导出后，以个人为单位，进行室内的光谱读

7、取和分析，并提交作业。作业及要求：在envi中打开所测的光谱数据，分析所测地物的光谱特征，按如下格式提交地物类型光谱曲线光谱描述植被1在近红外波段（700um左右）出现高反射率的峰值植被2土壤水泥地石凳